JP2776859B2 - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JP2776859B2 JP2776859B2 JP1002719A JP271989A JP2776859B2 JP 2776859 B2 JP2776859 B2 JP 2776859B2 JP 1002719 A JP1002719 A JP 1002719A JP 271989 A JP271989 A JP 271989A JP 2776859 B2 JP2776859 B2 JP 2776859B2
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- thin film
- film
- substrate
- forming
- thin
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜形成方法に係り、特に、半導体、誘電
体、金属、有機物等の薄膜を形成するのに好適な薄膜形
成方法に関する。
体、金属、有機物等の薄膜を形成するのに好適な薄膜形
成方法に関する。
従来、減圧下で行うCVD法や分子線蒸着法などの薄膜
形成法については、薄膜ハンドブック、日本学術振興会
薄膜第131委員会編（オーム社、昭和58年12月）中の図
2.98（第122頁）において論じられるているように、薄
膜を形成すべき基板を真空容器内に機械的に固定し、基
板の表面にガス粒子や金属蒸発粒子などの薄膜構成元素
を輸送する方式が一般的に行われている。そして、薄膜
形成にあたり、基板を加熱する必要がある場合には、基
板を固定した支持台に取り付けた基板加熱ヒータにより
所望の基板温度まで加熱することがよく行われている。
また、種類の異なった複数の薄膜を積層する場合には、
複数個の蒸発源を備え、それらの蒸発ビームを機械的な
シャッターで交互に開閉を制御するか、あるいは、複数
個の薄膜形成用真空容器を連結させて、真空中で基板を
機械的に移送し、各真空容器内で一層づつ連続的に異種
の積層薄膜を形成することが行われている。
形成法については、薄膜ハンドブック、日本学術振興会
薄膜第131委員会編（オーム社、昭和58年12月）中の図
2.98（第122頁）において論じられるているように、薄
膜を形成すべき基板を真空容器内に機械的に固定し、基
板の表面にガス粒子や金属蒸発粒子などの薄膜構成元素
を輸送する方式が一般的に行われている。そして、薄膜
形成にあたり、基板を加熱する必要がある場合には、基
板を固定した支持台に取り付けた基板加熱ヒータにより
所望の基板温度まで加熱することがよく行われている。
また、種類の異なった複数の薄膜を積層する場合には、
複数個の蒸発源を備え、それらの蒸発ビームを機械的な
シャッターで交互に開閉を制御するか、あるいは、複数
個の薄膜形成用真空容器を連結させて、真空中で基板を
機械的に移送し、各真空容器内で一層づつ連続的に異種
の積層薄膜を形成することが行われている。
上記従来技術では、薄膜を形成すべき基板は、常に基
板ホルダに機械的に固定されている。そのため、半導体
ウエハのように、厚みが薄い基板の場合には、機械的に
固定することで力学的な歪を発生しやすい問題がある。
また、大面積の基板の場合、薄膜形成中に基板を加熱す
ると、必ずしも一様に加熱されないことによる熱膨張歪
が形成膜内に生じやすい問題がある。さらに、基板ホル
ダ部分にも膜の堆積がおこり、基板ホルダが容器内壁と
機械的に接触することにより、それらの膜がフレーク状
のごみとなり形成薄膜に混入し膜の高品質化を阻害した
り、基板ホルダより発生した不純物が形成薄膜中にとり
こまれ、形成薄膜の高純度化を妨げる問題があった。
板ホルダに機械的に固定されている。そのため、半導体
ウエハのように、厚みが薄い基板の場合には、機械的に
固定することで力学的な歪を発生しやすい問題がある。
また、大面積の基板の場合、薄膜形成中に基板を加熱す
ると、必ずしも一様に加熱されないことによる熱膨張歪
が形成膜内に生じやすい問題がある。さらに、基板ホル
ダ部分にも膜の堆積がおこり、基板ホルダが容器内壁と
機械的に接触することにより、それらの膜がフレーク状
のごみとなり形成薄膜に混入し膜の高品質化を阻害した
り、基板ホルダより発生した不純物が形成薄膜中にとり
こまれ、形成薄膜の高純度化を妨げる問題があった。
本発明の目的は、高純度、高品質の薄膜を容易に形成
することのできる薄膜形成方法を提供するにある。
することのできる薄膜形成方法を提供するにある。
上記目的は、板状の被膜形成部材を薄膜形成用容器内
で垂直に自由落下させ、自由落下運動中に該板状の被膜
形成部材に被膜形成を行うことにより達成される。
で垂直に自由落下させ、自由落下運動中に該板状の被膜
形成部材に被膜形成を行うことにより達成される。
本発明では、薄膜を形成すべき板状の被膜形成部材が
重力場が作用する空間内を、周囲の真空容器と機械的に
接触することなく運動している間に薄膜形成を行うの
で、板状の被膜形成部材を機械的に固定することに伴う
機械的な歪や、固定された状態で昇温・冷却されること
に伴う熱的な歪が形成された膜中に発生することがない
か、あるいは極めて少ない。また、接触しながら板状の
被膜形成部材の移動に伴うごみや汚染の発生の問題から
も解消される。
重力場が作用する空間内を、周囲の真空容器と機械的に
接触することなく運動している間に薄膜形成を行うの
で、板状の被膜形成部材を機械的に固定することに伴う
機械的な歪や、固定された状態で昇温・冷却されること
に伴う熱的な歪が形成された膜中に発生することがない
か、あるいは極めて少ない。また、接触しながら板状の
被膜形成部材の移動に伴うごみや汚染の発生の問題から
も解消される。
以下、本発明の実施例を第１図乃至第３図により説明
する。
する。
第１図は、プラズマCVD法にる薄膜形成法に本発明を
適用した場合の具体的な装置の一実施例を示したもので
ある。
適用した場合の具体的な装置の一実施例を示したもので
ある。
該図において、真空容器30は、四つの主要部分から成
る。つまり、薄膜を被着させるべきガラス基板31を複数
枚装置し、そのガラス基板31を一枚づつスリット32より
垂直方向に分離された位置に自由落下させる基板自由落
下機構部33と、ガス導入孔41から導入されたモノシラン
ガスを分解して作ったプラズマ発生部34と、ガス導入孔
42から導入されたゲルマンガスを分解して作ったプラズ
マ発生部35と、スリット36を通って自由落下してくるガ
ラス基板37を一枚づつ停止させて回収する基板回収機構
38との４つの部分よりなる。
る。つまり、薄膜を被着させるべきガラス基板31を複数
枚装置し、そのガラス基板31を一枚づつスリット32より
垂直方向に分離された位置に自由落下させる基板自由落
下機構部33と、ガス導入孔41から導入されたモノシラン
ガスを分解して作ったプラズマ発生部34と、ガス導入孔
42から導入されたゲルマンガスを分解して作ったプラズ
マ発生部35と、スリット36を通って自由落下してくるガ
ラス基板37を一枚づつ停止させて回収する基板回収機構
38との４つの部分よりなる。
真空容器30内には垂直方向に二つの平行平板型RF電極
対39、40を設け、各々ガス導入孔41、42より、５％にＨ
2ガスで希釈されたSiH4ガス、GeH4ガスを流量10sccmで
流し、排気ポンプ43、44の排気量を調節して、スリット
45で仕切られたプラズマ発生部34、35のガス圧を10Torr
とした。二つの平行平板型RF電極対39、40には、各々一
方を接地電位とし、他の一方にRF電源46、47により13.5
6MHzのRF電圧を印加し、プラズマ発生部34、35のそれぞ
れにモノシランガスプラズマ、及びゲルマンガスプラズ
マを発生させた。
対39、40を設け、各々ガス導入孔41、42より、５％にＨ
2ガスで希釈されたSiH4ガス、GeH4ガスを流量10sccmで
流し、排気ポンプ43、44の排気量を調節して、スリット
45で仕切られたプラズマ発生部34、35のガス圧を10Torr
とした。二つの平行平板型RF電極対39、40には、各々一
方を接地電位とし、他の一方にRF電源46、47により13.5
6MHzのRF電圧を印加し、プラズマ発生部34、35のそれぞ
れにモノシランガスプラズマ、及びゲルマンガスプラズ
マを発生させた。
上記のように、垂直方向に分離して作られたモノシラ
ンガスプラズマとゲルマンガスプラズマを連続して通過
するように、基板自由落下機構部33より、大きさが10cm
×20cm×0.1mmのガラス基板31を、100枚毎秒２枚の間隔
で自由落下させ、基板回収機構38で回収した。
ンガスプラズマとゲルマンガスプラズマを連続して通過
するように、基板自由落下機構部33より、大きさが10cm
×20cm×0.1mmのガラス基板31を、100枚毎秒２枚の間隔
で自由落下させ、基板回収機構38で回収した。
その結果、自由落下させたガラス基板31の表面には、
ガラス基板31がモノシランガスのプラズマ発生部34を通
過する間に、第２図に示すように、厚さが2nmのアモル
ファスシリコン膜48が、そして、ガラス基板31がゲルマ
ンガスのプラズマ発生部35を通過する間に、厚さが2nm
のアモルファスゲルマニウム膜49が再現よく堆積した。
ガラス基板31がモノシランガスのプラズマ発生部34を通
過する間に、第２図に示すように、厚さが2nmのアモル
ファスシリコン膜48が、そして、ガラス基板31がゲルマ
ンガスのプラズマ発生部35を通過する間に、厚さが2nm
のアモルファスゲルマニウム膜49が再現よく堆積した。
このように、本発明をプラズマCVD法と組み合わせる
ことで、膜厚が2nmと非常に薄い場合でも、再現性よく
それらの薄膜の形成を行うことができる。
ことで、膜厚が2nmと非常に薄い場合でも、再現性よく
それらの薄膜の形成を行うことができる。
尚、本実施例では、二つのRFプラズマ源を直列に接続
したが、薄膜形成手段としては、RFプラズマ源に限った
ことではなく、他の方法のよるプラズマ発生源でも、蒸
着源でも、スパッタ蒸着源でも、いかなる薄膜形成手段
でもよい。また、これらの薄膜形成手段を組み合わせる
回数は、二段に限ったことではなく、所望の積層薄膜構
造により複数段組み合わせることができる。
したが、薄膜形成手段としては、RFプラズマ源に限った
ことではなく、他の方法のよるプラズマ発生源でも、蒸
着源でも、スパッタ蒸着源でも、いかなる薄膜形成手段
でもよい。また、これらの薄膜形成手段を組み合わせる
回数は、二段に限ったことではなく、所望の積層薄膜構
造により複数段組み合わせることができる。
以上説明した本発明の薄膜形成方法によれば、形成さ
れた膜中に機械的、熱的な要因で生じる歪の発生が非常
に少なく、付着力の大きな膜形成が可能となりうること
は勿論、表面に均一に膜形成を行うことができるので、
膜の一様性が優れていると言う効果がある。
れた膜中に機械的、熱的な要因で生じる歪の発生が非常
に少なく、付着力の大きな膜形成が可能となりうること
は勿論、表面に均一に膜形成を行うことができるので、
膜の一様性が優れていると言う効果がある。
第１図は本発明の薄膜形成方法の一実施例を行う装置を
示し、プラズマCVD法に適用した場合の例を示す図、第
２図は第１図に示した実施例で形成した膜を示す断面図
である。 30……真空容器、31、37……ガラス基板、32、36、45…
…スリット、33……基板自由落下機構部、34、35……プ
ラズマ発生部、38……基板回収機構、39、40……平行平
板型RF電極対、41、42、53……ガス導入孔、43、44……
排気ポンプ、46、47……RF電源、48……アモルファスシ
リコン膜、49……アモルファスゲルマニウム膜。
示し、プラズマCVD法に適用した場合の例を示す図、第
２図は第１図に示した実施例で形成した膜を示す断面図
である。 30……真空容器、31、37……ガラス基板、32、36、45…
…スリット、33……基板自由落下機構部、34、35……プ
ラズマ発生部、38……基板回収機構、39、40……平行平
板型RF電極対、41、42、53……ガス導入孔、43、44……
排気ポンプ、46、47……RF電源、48……アモルファスシ
リコン膜、49……アモルファスゲルマニウム膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205 C23C 14/34 - 14/46 H01L 21/203
Claims (1)
- 【請求項１】一気圧以下に減圧下で被膜形成部材上に薄
膜を形成する方法において、 板状の前記被膜形成部材を薄膜形成用容器内で垂直に自
由落下させ、自由落下運動中に該板状の被膜形成部材に
被膜形成を行うことを特徴とする薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002719A JP2776859B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002719A JP2776859B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02185975A JPH02185975A (ja) | 1990-07-20 |
| JP2776859B2 true JP2776859B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=11537118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1002719A Expired - Lifetime JP2776859B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2776859B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153007A (en) * | 1997-10-23 | 2000-11-28 | Nakata; Josuke | Method of manufacturing a single crystal and apparatus for manufacturing single crystal |
| US6464912B1 (en) * | 1999-01-06 | 2002-10-15 | Cvd, Incorporated | Method for producing near-net shape free standing articles by chemical vapor deposition |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55122868A (en) * | 1979-03-13 | 1980-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Continuous deposition apparatus of coating |
| JPH0669027B2 (ja) * | 1983-02-21 | 1994-08-31 | 株式会社日立製作所 | 半導体ウエハの薄膜形成方法 |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP1002719A patent/JP2776859B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02185975A (ja) | 1990-07-20 |
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